CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O Tratamento Superficial por PenetraÃÃo (TSP) à um revestimento de pequena espessura e custo reduzido, constituÃdo pelo espalhamento de ligante betuminoso e agregado mineral e a subseqÃente compactaÃÃo. O TSP pode ser empregado como revestimento principal e/ou em atividades de manutenÃÃo e conservaÃÃo de rodovias existentes, representando, aproximadamente, 63% da malha rodoviÃria pavimentada estadual do CearÃ. Apesar de sua grande utilizaÃÃo, atualmente nÃo existe um processo de dosagem em laboratÃrio para verificaÃÃo do seu desempenho e definiÃÃo das melhores taxas de agregados e ligantes. Na prÃtica, a dosagem do TSP obedece Ãs taxas recomendadas pelas normas e ordens de serviÃos, ou ao bom senso e experiÃncia dos engenheiros rodoviÃrios. A presente dissertaÃÃo buscou desenvolver um mÃtodo de dosagem em laboratÃrio e atravÃs dele investigar o desempenho do TSP para diferentes agregados minerais da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza (RMF), para o caso do Tratamento Superficial Simples (TSS), Duplo (TSD) e Triplo (TST). Os revestimentos de TSP foram avaliados atravÃs do desgaste sofrido por mantas submetidas ao ensaio Wet Track Abrasion Test (WTAT) e placas de solo-brita submetidas aos ensaios acelerados com o uso de simulador de trÃfego de laboratÃrio. Os ligantes empregados nos tratamentos superficiais foram a emulsÃo RR-2C e a modificada por polÃmero RR2C-E. Os agregados minerais estudados foram provenientes de 2 pedreiras da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, alÃm do agregado siderÃrgico (AS) que à um resÃduo da produÃÃo do aÃo. Os resultados indicaram que as mantas apresentaram valores satisfatÃrios para os desgastes sofridos e que, à luz do ensaio WTAT, nÃo houve melhoria no desempenho dos revestimentos que empregaram a emulsÃo modificada por polÃmero. As placas de TSD, submetidas ao simulador de trÃfego de laboratÃrio, apresentaram melhores resultados para o agregado 1 (gnaisse) com uso da emulsÃo modificada e o AS com emulsÃo convencional. Conclui-se que o mÃtodo desenvolvido para dosagem em laboratÃrio, aliado ao emprego dos ensaios acelerados, pode ser uma ferramenta para a determinaÃÃo das melhores taxas de agregados e ligantes, bem como para avaliar diferentes agregados e ligantes para uso em revestimentos do tipo TSP. / Asphalt Surface Treatment (AST) is a coating with small thickness and low cost, composed by spreading bituminous binder and mineral aggregate and subsequent compaction. AST can be utilized as the surface course of roads and/or in services of maintenance and conservation of highways, representing approximately 63% of Cearà stateâs paved road. Despite its high utilization, nowadays there is not a laboratory design process to verify the performance, and to determine the better aggregates and bituminous binder rates. In practice, the AST design process follows the recommended rates by technical standards or by the experience of engineers. This MSc Thesis developed a laboratory design method and investigated the performance of AST for different mineral aggregates of the Fortaleza Metropolitan Area, for the cases of Simple Surface Treatment (SST), Double Surface Treatment (DST) e Triple Surface Treatment (TST). The AST coatings were evaluated using the mass loss suffered by specimens submitted to the Wet Track Abrasion Test (WTAT) and plates of soil-gravel submitted to the laboratory traffic simulator. RR-2C emulsion and emulsion modified by polymer known as RR2C-E were used as asphalt binders. The mineral aggregates used were from two quarriy near Fortaleza. A third aggregate investigated was the steel slag, a waste of steel production. The results showed that the plaids presented satisfactory mass loss. Through the WTAT no improvement was noticed in the performance of the coatings that utilized RR2C-E. The DST samples, submitted to the laboratory traffic simulator, presented better results for the aggregate 1 (gneiss) using the RR2C-E and the steel slag with conventional emulsion. It was concluded that the method developed for laboratory design, combined with the use of the laboratory traffic simulator, can be a tool to determinate the best aggregates and bituminous binder rates, as well as to evaluate different aggregates and bituminous binders to use in AST coatings.

Estimar com acurácia a vida útil de um pavimento é um dos maiores desafios que enfrentam os engenheiros rodoviários. Recentemente uma nova ferramenta tem sido utilizada para estimar de forma mais realista o desempenho de pavimentos; trata-se dos simuladores de tráfego. Neste contexto, esta dissertação apresenta um estudo do comportamento de um pavimento flexível típico da Região Sul do Brasil, submetido a ensaios acelerados com um simulador de tráfego linear móvel (semelhante ao HVS da República Sul-Africana). O pavimento encontra-se na rodovia BR-290, uma das principais vias do Rio Grande do Sul, que está desde 1997 sob concessão à iniciativa privada. De maio a outubro de 2007 duas seções testes com idêntica estrutura de pavimento, construídas em outubro de 2004, foram solicitadas pelo simulador de tráfego. A primeira seção teste, situada na faixa externa da pista, tinha sido solicitada pelo tráfego real (com elevada concentração de veículos de carga), estimando-se que, desde a construção até o início dos ensaios acelerados, recebera aproximadamente 4,0 x106 operações equivalentes do eixo padrão (eixo simples com rodas duplas com carga igual a 8,2 tf), calculadas empregando-se os fatores de equivalência de carga da AASHTO (NAASHTO). A outra seção teste, por estar situada no acostamento da rodovia, praticamente não tinha sido previamente solicitada pelo tráfego. O simulador de tráfego aplicou a essas seções testes, respectivamente, 170 mil e 255 mil ciclos de carga de um semi-eixo simples de rodas duplas de 8 tf (equivalente a carga de eixo de 16 tf). Para acompanhar o comportamento do pavimento, mediram-se, ao longo dos períodos de ensaio, deflexões e afundamentos nas trilhas de rodas. Trincas foram medidas e mapeadas, calculando-se um índice de densidade de trincamento. Dados de temperatura e precipitação pluviométrica também foram obtidos. As medidas de campo evidenciaram uma significativa aceleração na degradação do pavimento quando submetido à ação do simulador. Com os ensaios acelerados concluídos, amostras das camadas asfálticas das duas seções testes foram extraídas, determinando-se em laboratório valores de resistência à tração, módulo de resiliência (com diferentes tempos de carga) e curvas de fadiga. Desse modo, foi possível estimar a tendência de desempenho do pavimento desde a sua construção até o término de sua vida de serviço, comparando-se a ação do simulador com a do tráfego real. Na análise foram considerados os efeitos da velocidade (baixa) do carregamento imposto pelo simulador de tráfego nos módulos de deformabilidade do ligante asfáltico e da mistura asfáltica. Também foi avaliado o efeito acelerador na degradação do pavimento, decorrente das elevadas tensões geradas pela carga de eixo do simulador, muito superior às correspondentes a veículos comerciais. Assim, estimou-se que um ciclo de carga (carga de eixo de 16 tf) do simulador móvel, aplicado à velocidade de 8 km/h, corresponde à passagem de 30 a 40 eixos padrão, na velocidade do tráfego real, e que a vida de serviço do pavimento analisado é de aproximadamente 8,2 x106 eixos padrão (NAASHTO). / The accurate prediction of pavements lives is one of the most difficult challenges that Pavement Engineers face. Traffic simulators have been recently used as a new tool to improve the prediction of pavements performances: In this context, this MSc Thesis presents a study on the behavior of an asphalt pavement with structure typical of those built in Southern Brazil, submitted to accelerated testing by a mobile traffic simulator (similar to the South African HVS). The pavement is on BR-290, one of the most important highways in Rio do Grande do Sul (Brazil southernmost state); a toll-road since 1997. From May to October 2007, two test sections with identical structures, built in 2004, were loaded by the traffic simulator. The first section was in one of the outer lanes of the highway and before the beginning of accelerated tests had been trafficked by some 4 million ESALs (82 kN equivalent single axle loads). The other test section, since was on one of the highway shoulders, had practically received no traffic. The traffic simulator applied 170,000 and 255,000 repetitions of 160-kN axle load to those test sections, respectively. In order to follow pavement performance along the traffic periods, deflections and rut depths were measured. Cracks were mapped as soon as they appeared and a Cracking Density Index was computed. Air temperature and rainfall data were also stored. Field measurements displayed a remarkably acceleration in pavements distress due to the traffic simulator action. After accelerated testing ending, asphalt mixes specimens were cored and tested to tensile strength and resilient modulus. Fatigue curves were also obtained through laboratory testing. Accelerated testing, complemented by laboratory results, allowed estimating a tendency for pavement performance, from construction to the end of its service live, and comparing the action of the traffic simulator to that of real traffic. The effects of the low loading speed of the traffic simulator on the asphalt binder and asphalt mixture resilient modulus were evaluated; as well as the acceleration of pavements distress due to high stresses generated by the traffic simulator axle load, that largely exceeds those applied by commercial vehicles. Thus, it was estimated that a loading cycle (160-kN axle load) of the traffic simulator, applied at 8 km/h, would cause the same distress than 30 to 40 ESALs applied at commercial speed. It was also concluded that the service life of the analyzed pavement structure was approximately 8.2 million ESALs.

Na década de 1970, foi adotado para o projeto de pavimentos na França o princípio da “dissociação de funções das camadas do revestimento”. Principalmente foram destacados os parâmetros funcionais de conforto, segurança e redução do ruído à camada de rolamento/desgaste e estabelecidos maiores requisitos estruturais para as camadas subjacentes do pavimento. Destacam-se pelo seu uso corrente na França, Inglaterra, Alemanha, Espanha e EUA, para a camada de rolamento em vias de tráfego intenso e/ou pesado, os revestimentos asfálticos delgados e ultra delgados, produzidos e aplicados a quente, envolvendo o emprego de misturas com graduação descontínua. Essas misturas são empregadas principalmente para proteger a estrutura do pavimento e proporcionar maior segurança, qualidade de rolamento e redução do ruído do tráfego, isto é, preservar/melhorar a funcionalidade da rodovia, cabendo às camadas subjacentes do pavimento desempenhar adequadamente a função estrutural para resistir às cargas de tráfego. Esta pesquisa apresenta os procedimentos executivos de laboratório e de campo, bem como os resultados do estudo de dosagem e ao monitoramento das características funcionais de um revestimento asfáltico ultra delgado, composto por uma mistura asfáltica descontínua a quente e uma membrana elástica, num trecho experimental em rodovia de alto tráfego no Sul do Brasil. O estudo demonstra que a técnica pode ser utilizada no país para melhorar as condições superficiais do revestimento asfáltico em relação à segurança da via e redução de ruídos causados pelo tráfego ao meio ambiente. / In the 1970s, it was adopted for the design of pavements in France the concept of "separation of functions of wearing courses". Especially prominent were the functional parameters of comfort, safety and noise reduction for wearing courses and greater structural requirements established for the underlying layers of the pavement. For high-traffic highway wearing courses stand out for its current use in France, England, Germany, Spain and the U.S. thin and ultrathin gap-graded hot-mix asphalt. Such mixtures are used primarily to protect the pavement structure and provide greater safety, rolling quality and traffic noise reduction that is, to preserve / enhance the functionality of the highway, leaving the underlying layers of the pavement adequately perform the structural function to resist to traffic loads. The study presents lab and job executive procedures as well as results of mixing asphalt dosage design and monitoring related to the functional characteristics of an ultra-thin hot asphalt wearing course, consisting of a gap-graded asphalt mixture and an elastic membrane, carried out in a high-traffic highway trial. The survey shows that the technique can be used in Brazilian roads to improve the wearing course conditions regarding road safety and traffic noise reduction to the environment.

Orientador: Wagner dos Santos Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RonaldoZamiro_M.pdf: 3142137 bytes, checksum: c09c35641979a8788df1ed3a99eb5bdd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O polímero SBS - Estireno-Butadieno-Estireno tem sido muito empregado para modificar o asfalto, tanto para pavimentação como para aplicações industrial. Nessa pesquisa foi abordado o estudo do asfalto modificado com polímeros SBS, apresentando comportamento melhor que asfalto convencional, mostrando-se como o polímero se comporta ao ser misturado com o asfalto e quais características são melhoradas. O asfalto modificado com polímero SBS tem uma vida útil muito superior ao asfalto convencional, ressaltando os pavimentos drenantes, que pelos seus vazios por onde escoam a água oferece maior segurança, durabilidade, conforto, menos custos com manutenção, tempo ganho com viagens mais rápidas, menos estresse, vidas poupadas, e com tudo isso, alertar as autoridades governamentais e concessionárias de rodovias que é necessário investirem mais com esses materiais de melhor qualidade, visto que na Europa e Estados Unidos já se apiicam muito o asfalto modificado com SBS. Porém foi verificado também que nem todos os trechos das rodovias podem ser usados os pavimentos drenantes e quais os pavimentos então que devem ser usados nesses trechos. Foi feito também um comparativo entre custos e benefícios de asfaltos modificados com polímero e asfaltos convencionais / Abstract: The polymer SBS - Styrene-Butadiene-Styrene has been very employed to modify the asphalt, for paving and for industrial applications. In that research the study of the asphalt was approached modified with polymer SBS, presenting better behavior than I asphalt conventional, being shown as the polymeric behaves when being mixed with the asphalt and which characteristics are gotten better. The asphalt modified with polymeric SBS it has an useful life very superior to the conventional asphalt, pointing out the drain pavements, that for your emptiness through where it drains the water it offers larger safety, durability, comfort, less costs with maintenance, time branch with trips faster, less stress, saved lives, and with all this to alert the government authorities and concessionary of highways that it is necessary to invest more with those materials of better quality, because in Europe and United States it is already applied a lot the asphalt modified with SBS. However it was also verified that nor all spaces of the highways can be used the drain pavements and which the pavements then that should be used in those spaces. It was also made a comparative one between costs and benefits of asphalts modified with polymeric and conventional asphalts / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-07-29T12:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre_text_marta.pdf: 236863 bytes, checksum: d3c71af11d441289032c0090e88b1a4b (MD5) Previous issue date: 2008-11-27 / The generation of industrial waste has been the object of increasing attention in the field of Science and Technology because of the problems which arise when it is stored and inadequately disposed of. This can have negative consequences for the worker, the company and for the neighboring population. In addition it can generate liabilities for the environment. Measures which internalize such liabilities for the productive system are necessary, but not sufficient to bring about large scale changes in what concerns the sustainable management of solid waste. Therefore, there is an urgent need for technical and participative solutions. Technical solutions would make it viable to reuse or reduce the generation of waste, while participative solutions would reduce the negative consequences for communities and bodies who directly or indirectly are part of this process. In this context, waste from the quarrying of crushed stone was studied in the metropolitan Region of Goiânia. Quarrying is an important source of resources for the economic development of the region but it is also a great generator of solid waste. The research began with the physical and chemical characterization of filler, which forms the greatest volume of solid waste, resulting from quarrying and focused on its general effects on health. It also evaluated how the workers in these companies relate to the environmental issue in this context in which they live. A survey with questions was distributed and from the answers it could be concluded that the profile of these workers is extremely lacking in information which would provide them with information to deal with legal aspects directly related to their activity. Furthermore, it could be seen that specific methodologies in Environmental Education are needed to attend to these cases. It was also detected that the accumulation of filler can be harmful to society in terms of health. This is because of its physical and chemical characteristics, and in particular its considerable concentration of silica. These facts justify the need to find a technical solution to reduce the quantity of this waste. Hence it was decided to test different blends of natural soil and filler, using laboratory tests based on soil mechanics, with a view to investigating the possibility of using filler in road pavement, as it absorbs enormous quantities of material in its constituent layers and has attracted the attention of researchers in an effort to find new alternative uses for the different types of industrial waste. At this phase, tests were carried out for characterization, CBR, dynamic triaxial tests, permeability, compressive strength using varied quantities of lateritic clay soil as filler. From the results of these tests it was possible to claim that proportions of 30% filler added to compacted soil with modified energy and 20% filler added to compacted soil with intermediate energy can be used for base and sub base purposes, respectively, in flexible urban pavements with light traffic. The result of the resilience module points to the need for prudence in the use of filler, as repeated loads of filler in the test showed that the samples which were most appropriate in the CBR Statistical Test can undergo processes leading to a loss of mechanical resistance. After deciding in the laboratory on the most appropriate proportions of soil-filler for use in pavements, an experimental track was built using this material. An analysis of its behavior was done using the following field tests: sand flagon test, speedy, dynamic cone penetration, loading plate and Benkelman beam. The results of these tests were compared with those obtained from a track built in the same location with soil-crushed rock and lateritic gravel, both considered conventional material. It could be concluded that the mechanical behavior of the experimental track built with soil-filler blends are adequate for the conditions established by the technical norm in force up until the moment they were monitored, since its mechanical behavior is comparable to that obtained when using conventional materials / A geração de resíduos industriais tem merecido destaque crescente na Ciência e Tecnologia devido à problemática causada pelo seu armazenamento ou descarte inadequado, que pode trazer conseqüências negativas para o trabalhador, interno a empresa, e à população circunvizinha, além de gerar passivo ambiental. Medidas que internalizem tais passivos para o sistema produtor são necessárias, mas não suficientes para a mudança em larga escala, no que se refere ao gerenciamento sustentável dos resíduos sólidos. Para tanto, há a necessidade premente de soluções técnicas e participativas.Técnicas, de forma a permitir a viabilização do aproveitamento ou minimização da geração do resíduo, e participativas, de forma a minimizar as conseqüências negativas sobre as comunidades e entidades que direta ou indiretamente fazem parte desse processo. Neste contexto foi estudado o resíduo do setor de mineração de pedra britada da Região Metropolitana de Goiânia, importante provedor de recursos para o desenvolvimento econômico da região, além de grande gerador de resíduos oriundos de seu processo. A pesquisa iniciou-se pela caracterização físico-química de seu principal resíduo: o filer, ressaltando os efeitos na saúde em geral, e pela avaliação da forma como o trabalhador dessas empresas se relaciona com a questão ambiental nesse contexto em que vivem. Para tanto, foi aplicado formulário contendo questões que permitiram concluir que o perfil desta mão-de-obra é extremamente carente de informações que lhes garantam conhecimento para colaborar com aspectos legais diretamente relacionados com a sua atividade. Pôde-se observar ainda que metodologias específicas de Educação Ambiental precisam ser aplicadas para atender a esses casos. Foi ainda detectado que de fato o acúmulo do filer pode trazer prejuízos à sociedade sobre o aspecto da saúde, em função de suas características físico-químicas, dentre as quais se destaca a alta concentração de sílica. Com esses dados justificou-se a necessidade e a importância de se conseguir uma solução técnica para diminuir o quantitativo desse resíduo, optando-se então por testar diversas misturas de solo natural e filer, com base em análises laboratoriais embasadas em mecânica dos solos, com o objetivo de aplicar o filer em pavimentação rodoviária, pois esta atividade absorve altas quantidades de material em suas camadas constituintes e tem atraído diversos pesquisadores que tentam novas alternativas de uso para resíduos industriais de natureza diversa. Nesta fase foram feitos ensaios de: caracterização, CBR, triaxial dinâmico, permeabilidade e compressão simples com dosagens variadas de solo argiloso laterítico com o filer. A partir dos resultados desses ensaios foi possível estabelecer que as dosagens de 30 % de filer dosado ao solo compactado na energia modificada e 20% de filer dosado ao solo compactado na energia intermediária podem ser aplicados, respectivamente, em base e sub-base de pavimentos flexíveis urbanos sujeitos a baixo volume de tráfego. O resultado do módulo de resiliência sinaliza para a necessidade de prudência na aplicação do filer, pois as cargas repetidas do ensaio mostraram que as amostras que se apresentaram adequadas no ensaio estático de CBR podem sofrer processos que podem conduzir a perda de resistência mecânica. Após a determinação, em laboratório, das dosagens mais apropriadas para aplicação em pavimentação de solo-filer foi executado trecho experimental com este material. A análise de seu comportamento foi feita utilizando-se os seguintes ensaios de campo: frasco de areia, speedy, penetrômetro dinâmico de cone, prova de carga sobre placa e viga Benkelman. Os resultados desses ensaios foram comparados com os obtidos em trecho executado no mesmo local, com solo-brita e cascalho laterítico, ditos materiais convencionais. Pôde-se concluir que o comportamento mecânico do trecho experimental executado com misturas solo-filer adéquam-se às condições estabelecidas pelas normas técnicas vigentes de pavimentação até o momento em que foram monitoradas, sendo que o seu comportamento mecânico é comparável com o obtido utilizando materiais convencionais.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A necessidade constante de serviÃos de manutenÃÃo e restauraÃÃo nas vias urbanas, agravadas pela falta de recursos disponÃveis para tal fim à o que motiva a implantaÃÃo dos sistemas de gerÃncia aplicada à pavimentaÃÃo urbana. Estes sistemas sÃo capazes de alocar os recursos dos orÃamentos de manutenÃÃo de infra-estruturas de estradas, aos trechos mais necessitados, onde a sua utilizaÃÃo serà otimizada, priorizando-se os investimentos em funÃÃo do estado de conservaÃÃo da via e da importÃncia da mesma. Neste contexto, esta dissertaÃÃo propÃe a anÃlise dos defeitos existentes nos pavimentos urbanos atravÃs do uso da metodologia Paver (Pavement Maintenance Management System), desenvolvida pelo U.S. Army Corps of Engineers (USACE), baseada no cÃlculo do Ãndice de CondiÃÃo do Pavimento (PCI) que utiliza o tipo de defeito encontrado no pavimento e a sua severidade correspondente para calcular o seu valor. O estudo faz adaptaÃÃes à metodologia em questÃo para permitir a anÃlise de calÃamentos de paralelepÃpedos, bastante utilizados na cidade de Fortaleza, levantando os defeitos existentes nestes e avaliando a situaÃÃo dos mesmos pela Ãrea superficial dos danos existentes, uma vez que este tipo de revestimento nÃo à abordado pela metodologia Paver. Para testar a eficÃcia desta forma de anÃlise dos pavimentos urbanos, foi realizado um estudo de caso, em um trecho da malha viÃria urbana de Fortaleza, com 604m de extensÃo, que apresenta um trecho asfaltado e outro calÃado com paralelepÃpedos. Os resultados demonstraram a facilidade de aplicaÃÃo da metodologia e da adaptaÃÃo desenvolvida, propiciando a viabilidade de sua implantaÃÃo na malha viÃria urbana das grandes cidades em um Sistema de GerÃncia de Pavimentos (SGP). AtravÃs dos critÃrios de priorizaÃÃo, expostos no Paver, pode-se fornecer uma lista de prioridades de intervenÃÃo nos segmentos de uma malha viÃria, que necessitam de intervenÃÃo, reduzindo deste modo o desperdÃcio dos recursos pÃblicos e permitindo o controle destes nas obras de restauraÃÃo e manutenÃÃo das vias. / The necessity of constant maintenance and restoration services of the urban ways, aggravated by the lack of proper and sufficient resources, is the main motive for the application of management systems on urban pavements. These systems make it possible to allocate resources of the road infrastructure maintenance budget to the areas where they are most needed. By doing this, it becomes possible to optimize investments using them according to certain criteria, which will take into consideration the waysâ conservation status and also their importance. Within this context, this dissertation proposes an analysis of the existing distresses on urban pavements through the use of the PAVER methodology (Pavement Maintenance Management System), which was developed by the U.S. Army Corps of Engineers (USACE). Such methodology is based on the Pavement Condition Index (PCI), which takes into consideration the type of distress found and its severity level to calculate its value. In order to permit an analysis of ways with paving stone surfaces, which is frequently seen in Fortaleza, there have been some adaptations on the studied methodology by listing the existing distresses and evaluating their situation for the existing damagesâ superficial area, once that this type of way is not approached by the PAVER methodology. In order to test the efficiency of this way of analyzing urban pavements, a case-study has been conducted in a small portion, 604 meters long, of Fortalezaâs road network which is composed by two different paving surfaces; asphalt and paving stone. The results show the applicability of this methodology and the adaptation that has been developed, making it possible its implementation in big citiesâ road networks in a Pavement Management System (PMS). Through the criteria of priorities, postulated by PAVER, one can provide a list of priorities of intervention in road network segments, the ones that really need intervention, as to reduce the waste of public resources and allow a better spending control of these resources when restoration and maintenance services are being carried out in road networks.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-05-22T16:58:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jorge Hernan Garcia Homez - 2014.pdf: 6822156 bytes, checksum: ee54639ad53f9e91bb703af1cb86d568 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-05-22T18:14:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jorge Hernan Garcia Homez - 2014.pdf: 6822156 bytes, checksum: ee54639ad53f9e91bb703af1cb86d568 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T18:14:52Z (GMT). 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This investigation was developed with the goal to made structural and functional analysis of restored pavements using full depth reclamation technique with gravel addition, to evaluate if the solutions defined in the projects enable the restored pavements meet, or not, the technical parameters of the current road standards, and therefore provide parameters for the incorporation of these reconstruction techniques in future projects. For this study were select three roads with pavements reconstruction in progress, in which procedures for recycling and compacting base monitored by sand bottle test, Speedy Moisture Test and the Dynamic Cone Penetrometer (DCP). Also deformed samples of recycled material for laboratory testing were collect, aiming to propose a model that relates California Bearing Ratio (CBR) with the Penetration Index (DN) for bases added crushed gravel, obtained from the analysis with the DCP in compacted specimens. For structural analysis, were performed field DCP tests to determine the resistance to dynamic penetration and stratigraphic evaluation. As well as testing with Benkelman beam for determining deflections. With the stratigraphy data collected from DCP and displacement basins with the Benkelman beam were determined resilience modulus through back analysis with the aid of the KENLAYER iterative tool. The results obtained with DCP showed thickness variation in the recycled layers, showing the need for greater control during restoration process. Respect to the penetration index determined for the tested bases, these values had increased variability that may be associated with loss control in the executive process, now for sub-base and subgrade layers were determined heterogeneous values, concluding that although high strength present in the recycled bases, this resistance, as well as the thickness of the bases, is heterogeneous. In terms of deflection, the three studied roads showed values within a satisfactory variation range, although some parts were identify with large values of deflection. In terms of back calculated modules, the obtained results can be considered heterogeneous, which may be associated to the recycling technique used or the fact that were adopt different restoration solutions along the evaluated section on a highway. As such, is concluded that even being adopted similar recycling solutions in the three studied roads, the analysis shows distinct behaviors connected mainly to executive processes used. / Estudos desenvolvidos pela Agência Goiana de Transportes e Obras (AGETOP) a respeito da infraestrutura rodoviária do estado de Goiás, no ano 2010, indicaram a necessidade de reconstrução de 60% para recompor seu nível de serviço. Para tanto, em 2011, foi criado o programa de restauração rodoviário “Rodovida”, o qual visa recuperar a infraestrutura viária do estado ao longo de quatro anos. Com a finalidade de obter parâmetros para avaliação dos serviços executados, foi firmado um convênio entre a Controladoria Geral do Estado de Goiás (CGE-GO) e a Universidade Federal de Goiás (UFG). Esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo de realizar análises estruturais e funcionais de rodovias restauradas com emprego da técnica de reciclagem profunda a frio “in situ” e incorporação de brita, visando avaliar se as soluções definidas nos projetos possibilitam que os pavimentos restaurados atendam, ou não, parâmetros técnicos das normas rodoviárias atuais, e assim fornecer parâmetros para a incorporação dessas técnicas de reconstrução em futuros projetos. Para tanto foram selecionadas três obras de reconstrução de pavimentos em andamento, nas quais foram monitorados os procedimentos de reciclagem e compactação de base através de ensaios de frasco de areia, “Speedy Moisture Test” e o Penetrômetro Dinâmico de Cone (DCP). Também foram coletadas amostras deformadas do material reciclado para ensaios de laboratório, visando propor um modelo que relacione o Índice de Suporte California (ISC) com o Índice de Penetração (DN) para bases de cascalho com acréscimo de brita, obtido a partir do ensaio com o DCP em corpos de prova compactados. Para a análise estrutural, foram realizados ensaios de DCP em campo para determinação da resistência à penetração dinâmica e avaliação estratigráfica, assim como ensaios com a viga Benkelman, para a determinação das bacias de deflexões. Com os dados de estratigrafia coletados com o DCP e as bacias de deslocamento com a viga Benkelman, foram determinados os módulos de resiliência por meio de retroanálise interativa com auxílio do programa KENLAYER. Os resultados obtidos com o DCP mostraram a variação nas espessuras das camadas recicladas, gerando a necessidade de realizar um maior controle durante a execução. Com relação ao índice de penetração determinado para as bases ensaiadas, esses valores apresentaram maior variabilidade que pode estar associada à falta de controle no processo executivo; já nas camadas de sub-base e subleito foram determinados valores heterogêneos, concluindo que embora as bases recicladas apresentem elevada resistência, essa resistência, assim como a espessura das bases, é heterogênea. Em termos de deflexão, as três rodovias apresentaram valores dentro de uma faixa de variação considerada satisfatória, apesar de serem identificadas algumas regiões com elevados valores de deflexão. Em termos de módulos retroanalisados, os resultados obtidos podem ser considerados heterogêneos, o qual pode ser associado ou com a técnica de reciclagem utilizada ou ao fato de terem sido adotadas diferentes soluções de restauração ao longo do trecho avaliado numa rodovia. Sendo assim, conclui-se que mesmo sendo adotadas soluções de reciclagem semelhantes nas três rodovias estudadas, as análises realizadas mostram comportamentos distintos vinculados, principalmente, a processos executivos utilizados.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-09-30T14:37:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-06T20:02:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-06T20:07:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-06T20:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aimed to study the reuse of the milled residue of asphalt pavement removed during maintenance of urban roads. In this case study, aggregates and asphalt cement oil (CAP) aged, coming from damaged and subsequently milled through analysis and testing laboratories pavement were analyzed according to each material corresponding to Brazilian Standards (NBR) used in the production of layers the deck, as regards the manufacture of the base and the asphalt coating. The measurement methods for the production of milled mixtures with residual asphalt pavement and their percentages with pure soil were also analyzed, the latter characterized as a low soil bearing capacity in order to achieve the best strength, providing a durability in the underlying layers and reuse of the same milled material for asphalt coating of these layers, with significant savings on their possible applications in future maintenance. Thus, one can avail this stuff to stabilize a soil that did not meet the necessary requirements of the regulatory standards for such purposes, and intuited to give due importance to the concern for environmental issues, which are being addressed particularly sharply in today, minimizing the degradation of deposits of sand and river beds in relation to the removal of boulder, thus decreasing logistics costs, transportation and acquisition of new ones. The experimental results of recycled asphalt mixture to 100% of the milled asphalt pavement waste, evaluated in this study were compared with the results obtained for conventional mixtures and indicated that such a mixture can be used as an alternative for coating urban roads , given the conditions required in regulations on this matter. The ground reference mixtures with milled asphalt pavement residue (RFA) were compatible with the demands of a pavement of heavy traffic volume mechanical behavior. The results were satisfactory, highlighting the positive use of the RFA for application in the base layers of urban pavements. It is noteworthy that studies on the use of this type of waste in pavement, are rare in the city of Manaus and this research adds an exploratory knowledge of their potential applicability. / Este trabalho teve como objetivo estudar a reutilização do resíduo fresado do pavimento asfáltico retirado nas manutenções de vias urbanas. Nesse processo de estudo, foram analisados os agregados e o cimento asfáltico de petróleo (CAP) envelhecido, oriundos de pavimento deteriorado e posteriormente fresado, através de análises e ensaios de laboratórios segundo as normas brasileiras (NBR) correspondentes a cada material aplicado na produção das camadas do pavimento, no que diz respeito à confecção de base e ao revestimento asfáltico. Também foram analisados os métodos de dosagem para a produção das misturas com o resíduo fresado de pavimento asfáltico e suas respectivas porcentagens com o solo puro, este último caracterizado como um solo de baixa capacidade de suporte, no intuito de alcançar a melhor resistência, proporcionando uma maior durabilidade nas camadas subjacentes e ao reaproveitamento do mesmo material fresado para o revestimento asfáltico dessas camadas, com uma economia significativa nas suas possíveis aplicações em manutenções futuras. Assim, pode-se aproveitar esse material para estabilizar um solo que não atendia os requisitos necessários exigidos pelas normas regulamentadoras para esses fins, e no intuído de dar a devida importância na preocupação com as questões ambientais, que estão sendo abordadas de forma bastante acentuada nos dias atuais, minimizando a degradação de jazidas de areia e leitos de rios no que tange à retirada de seixo rolado, diminuindo assim os custos de logística, transporte e a aquisição de novos agregados. Os resultados experimentais da mistura asfáltica reciclada a 100%, do resíduo fresado do pavimento asfáltico, avaliadas nessa pesquisa foram comparados com os resultados obtidos para misturas convencionais e indicaram que tal mistura pode ser usada como alternativa para revestimento de vias urbanas, atendendo os requisitos exigidos em normas referentes ao assunto. As misturas solo de referência com resíduo fresado do pavimento asfáltico (RFA) apresentaram um comportamento mecânico compatível com as exigências de um pavimento de volume de tráfego pesado. Os resultados obtidos foram satisfatórios, ressaltando o emprego positivo do RFA para aplicação em camadas de base de pavimentos urbanos. Ressalta-se que os estudos sobre a utilização desse tipo de resíduo em pavimentação, são raros na cidade de Manaus e essa pesquisa agrega um conhecimento exploratório do potencial de sua aplicabilidade.

Sistemas de Transportes Inteligentes (STIs) englobam um conjuntos de tecnologias (Sensoriamento Remoto, Tecnologia da Informação, Eletrônica, Sistemas de Comunicação de Dados entre outros) que visam oferecer serviços e gerenciamento de tráfego avançado para meios de transporte rodoviário, aéreo e outros. A obtenção de informações a respeito das características e das condições do pavimento das estradas constitui uma parte importante dentro do sensoriamento nesses STIs. Investigar novas técnicas, metodologias e meios de automatizar a obtenção dessas informações é parte deste trabalho. Uma vez que existem diferentes tipos de defeitos em vias pavimentadas, esta tese apresenta a proposta de uma metodologia que permite a obtenção, de forma automática, das condições dos pavimentos asfálticos. A obtenção dos dados foi realizada por meio do Sensoriamento Remoto com uso de Veículos Aéreos Não Tripulados. A utilização de técnicas de Aprendizado de Máquina na detecção automática possibilitou alcançar uma acurácia de 99% na detecção de pavimentos asfálticos flexíveis e 92% na identificação de defeitos em alguns experimentos. Como resultado obteve-se o diagnóstico automático, não só das condições da via, mas de diferentes tipos de defeitos presentes em pavimentos. / Intelligent Transport Systems (ITS) is a set of integrated technologies (Remote Sensing, Information Technology, Electronics, Data Communication Systems among others) that aims to provide services and advanced traffic management for road, air, rail and others transportation systems. Obtaining information about characteristics and road pavement conditions is an important part within the sensing these ITS. Investigating new techniques, methods and means to optimize and automate obtaining these information are part of this work, since there are different types of defects on paved roads. Thus, this thesis proposes a methodology that allows automatically obtain information about the condition of the pavement. Data collection was performed with remote sensing technology using Unmanned Aerial Vehicles. Automatic detection was possible through the use of Machine Learning techniques with 99% of accuracy in pavements and 92% in distress identification. As a result we obtained the self-diagnosis, not just the pavement, but different types of distress present in the pavement.

Dentre os diversos tipos de defeitos estruturais a que um pavimento está sujeito, a deformação permanente em trilha de roda da camada de rolamento é um dos mais importantes, pois além de propiciar uma degradação acelerada da estrutura do pavimento, ele reduz consideravelmente a segurança do usuário. Este trabalho pesquisa os processos que levam à deformação permanente de revestimentos asfálticos, utilizando como estudo de caso uma pista-teste localizada na Rodovia BR 376 PR, construída com a finalidade principal de estudar os afundamentos em trilha de roda. Foram executados 10 trechos, com 200 m de extensão cada um, em aclive, na 3ª faixa de rolamento, sujeita a tráfego pesado de caminhões lentos. Os trechos experimentais consistem de restauração de pista existente, onde foram executados diferentes tipos de revestimentos asfálticos, variando-se o tipo de graduação e também o tipo de ligante asfáltico, todas dosadas pelo método Marshall. Três dos dez trechos foram submetidos ao ensaio acelerado por um simulador de tráfego móvel de pista, em escala real. As misturas asfálticas foram igualmente ensaiadas em laboratório para verificação da dosagem por equipamento giratório francês e por simulador de tráfego tipo LPC. Além disso, foram extraídas placas do revestimento asfáltico da pista-teste as quais foram submetidas ao simulador de tráfego de laboratório. O objetivo central desta pesquisa foi de estudar a consistência dos resultados obtidos em campo e em laboratório, e a previsibilidade de deformações em campo através do método laboratorial. A pesquisa verificou e analisou a redução do volume de vazios das misturas asfálticas em pista e em laboratório associadas à deformação permanente, procurando relacionar a redução do volume de vazios com a deformação. A pesquisa mostrou que os ensaios de laboratório com o simulador de tráfego LPC podem ser empregados para prever as ocorrências de afundamentos em pista. Os resultados indicam a adoção do limite máximo de 5% de deformação permanente no equipamento de laboratório para os tipos de misturas asfálticas testadas para reduzir as possíveis ocorrências de deformações permanentes de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego muito pesado. Nas condições dos ensaios laboratoriais da pesquisa, que se aplicam à pista-teste, as misturas asfálticas mais recomendadas quanto à resistência à deformação permanente são as misturas com asfalto modificado por polímero SBS e RET, e as misturas com asfalto-borracha. Dependendo das características do ligante, o CAP 30/45 também pode ser empregado; no entanto, o CAP 50/70 mostrou-se inadequado para tráfego pesado e lento. A graduação é uma característica relevante para a estabilidade das misturas asfálticas, devendo os agregados estarem bem entrosados no caso das graduações contínuas e bem-graduadas; no entanto a macrotextura resultante deve ser estudada para evitar superfícies fechadas que reduzam a segurança dos usuários em pistas molhadas. Foram estudadas duas misturas descontínuas gap-graded que se mostraram adequadas para tráfego pesado quanto à deformação permanente e à textura superficial. A pesquisa mostra a importância da seleção criteriosa dos materiais e rigor nos estudos de dosagem, com determinação de propriedades mecânicas para melhor prever comportamento em campo de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego pesado e lento. / Among the many types of structural distresses that a pavement is subjected, wheel track rutting is one of the most important because it leads to accelerated deterioration of the pavement structure and also reduces the road safety. This research focus on the processes that lead to rutting in asphalt mixes, using experimental test sites located at Highway BR 376 PR (heavy and slow traffic), which were built with the primary purpose of studying wheel path depressions. Ten testing tracks of 200 m long (total of 2 km) were built on the third lane (upward sloping). The testing tracks were part of the rehabilitation of an existing pavement. Different asphalt mixtures were designed by the Marshall method, varying the aggregate size distribution and the type of asphalt binder. Three of the ten sections were subjected to Accelerated Pavement Testing by the Heavy Vehicle Simulator (in situ). The asphalt mixtures were also prepared and tested in laboratory by the French gyratory compactor and LPC traffic simulator, respectively, in order to verify the mixtures design. In addition, plates were extracted from the asphalt surfaces in the field and then subjected to the traffic simulator in laboratory. The main purpose of this study was to compare the permanent deformation of asphalt mixtures observed in the field to that obtained in the laboratory; and also to evaluate the prediction of permanent deformation based on laboratory evaluation. This research verified the correlation between reduction in the air voids of asphalt mixtures and rutting potential (samples extracted from the field and also prepared in laboratory were analyzed). The research showed that the LPC traffic simulator is a good device to predict permanent deformation of asphalt mixtures in the field. The results indicate 5% as the threshold for the permanent deformation in laboratory to reduce the occurrence of permanent deformation of asphalt mixtures subjected to heavy traffic. For the test conditions used, the mixtures that presented better resistance to permanent deformation were the ones with asphalt modified by SBS and RET, and the asphalt-rubber mixtures. Depending on the asphalt binder characteristics, the CAP 30/45 (classification by penetration) can be used; however the CAP 50/70 presented inadequate behavior for heavy and slow traffic. The aggregate gradation is another important parameter for the stability of asphalt mixtures, where the stones need to present a good interlocking and be wellgraded. The resulting macrotexture should also be evaluated to avoid surfaces with reduced safety to the users in wet conditions. Two mixtures with gap-graded gradation were evaluated and presented good results in respect to permanent deformation and superficial characteristics (texture). This research shows the importance of materials selection, design procedure, and mechanical behavior evaluation to predict the performance of asphalt surfaces subjected to heavy and slow traffic.